[发明专利]用于优化内燃机喷嘴的方法

权利要求书

1.用于优化内燃机喷嘴的方法，该喷嘴包括喷嘴体(1)和可以在喷嘴体(1)的孔(2)中克服关闭力进行轴向移动的喷嘴针(3)，其中，喷嘴针(3)在其燃烧室侧的端面上具有阀门密封表面(4)，为了控制到引入内燃机燃烧室中的至少一个喷口(5)的通流横截面，喷嘴针以阀门密封表面与喷嘴体(1)的阀座表面(6)共同作用，其特征在于，对于喷嘴的几何造型来说，在使用任意选择独立参数的情况下，使用粒子群优化(PSO)形式的数学方法并且在设计喷嘴的结构时引用作为优化计算的标准。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PSO包括以下步骤：

-为几何造型、例如所需要的喷嘴流量和喷嘴的压力级确定预先给定的边界条件(喷嘴类型和参量)，

-以目标函数f(x)的目标参量的形式根据独立参数的任意数量检测技术要求(有待优化的参量)，例如喷嘴体的孔(盲孔)中的最大压力、盲孔的体积或者最小喷嘴针座角度，

-从目标参量的定义中导出技术要求的独立参数(自由度)，例如喷嘴针座角度、下面的喷嘴针座直径、喷嘴顶角、喷射角或者喷嘴针冲程，

-以预先给定的值域的形式确定参数边界，

-将技术要求的目标参量在质量函数中进行数学加权。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有待优化的喷嘴是孔式喷嘴，该孔式喷嘴具有可以克服关闭力进行轴向移动地在喷嘴体(1)的盲孔(2)中引导的喷嘴针(3)，该喷嘴针在其燃烧室侧的端部上具有圆锥形的阀门密封表面(4)，喷嘴针以该阀门密封表面与在盲孔(2)的向内邻接的封闭的端部上的圆锥形的阀座表面(6)共同作用，并且该孔式喷嘴还具有将盲孔(2)朝燃烧室封闭的喷嘴顶(7)，由该喷嘴顶将多个喷口(5)引出到内燃机的燃烧室中。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，

作为预先给定的边界条件这样说明，该条件描述并且可以自由地预先给定喷嘴类型、其参量以及其它与应用相关的约束，

作为技术要求包括这些参量中的至少一个、多个或者全部：a)盲孔中的最大压力(由此获得最佳的混合气形成)，b)最小盲孔体积(由此获得炭黑排放和碳氢化合物排放以及消耗的减少)，c)喷嘴孔(5)之间的最小环岸宽度(由于所需要的强度)，d)最小喷嘴针座角度(由于喷嘴针座的磨损)以及e)喷口(5)在盲孔(2)中尽可能深的位置(由于流体动力学要求)，

作为独立参数设置下列参量中的至少一个、多个或者全部：a)喷嘴针(3)座角度(σ)，b)喷嘴针顶角(α)，c)针冲程(h)，d)喷嘴孔直径(DL)，e)盲孔直径(DE)，f)下面的针座直径(DA)，g)盲孔角度(ε)，h)喷射角(K)，i)喷口的喷射点(hSP)，k)盲孔高度(hS)，l)喷嘴孔数目(n)以及m)喷嘴孔直径(DL)，

确定的参数边界包括值域或者离散的值，以及

所有技术要求(参见上面)标准化地纳入质量函数中并且必须包括下面条件中的至少一个：a)不得低于喷嘴针尖和盲孔(2)的孔底之间的最小距离，b)不得低于喷嘴针座的最小宽度，c)不得低于喷嘴孔(5)之间的最小环岸宽度，d)盲孔入口处的通流横截面在最大喷嘴针冲程时必须大于下面的喷嘴针座棱边处的通流横截面，e)半座角度(σ/2)与盲孔角度(ε)的差不得低于有待确定的值，f)盲孔角度(ε)必须小于半喷嘴针顶角(α/2)，g)在盲孔内的喷嘴孔上棱边到盲孔入口棱边的距离不得低于有待确定的值，h)喷嘴针顶角(α)必须大于或者等于座角度(σ)以及i)针座直径(DA)必须大于或者等于盲孔直径(DE)。